[發明專利]白炭黑生產廢水處理工藝

有效

• 申請號: 201310044994.2
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103539281A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 單曰新;范安林;楊樹林;王文明;閆朋
• 申請（專利權）人: 金能科技股份有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01D5/00;C02F1/66;C02F1/52;C02F1/44
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明屬一種化工廢水處理技術領域，具體涉及一種白炭黑廢水處理工藝。?

背景技術

通過對白炭黑廢水水質的分析，造成白炭黑廢水難處理的主要原因由兩步分造成，一是相對于傳統化工廢水含鈉鹽量較高，難以通過傳統的生化和物化方法去除；二是相對與工業原料生產工藝，廢水含鈉鹽量又較低，使用傳統工藝提鹽工藝，若曬鹽工藝，占地面積大，容易造成局部土地鹽堿化，不易在內陸地區使用，使用閃蒸工藝單噸能耗過高。目前國內現有技術中對白炭黑廢水處理的工藝，大多采用直接閃蒸濃縮結晶，該工藝中處理一噸廢水盡蒸汽消耗一項處理費用就高達蒸汽消耗1.2t,或采用1～4效濃縮結晶，處理一噸廢水消耗蒸汽約為0.65～0.75t，電耗2～5kWh；而本發明中介紹的白炭黑廢水經納濾膜后在膜的一層廢水中硫酸鈉的濃度富集至9～20%，再經過冷凍結晶、熱轉化等工藝得到無水硫酸鈉和可回用蒸發冷凝水，處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15kWh，若采用MVC技術對富集至硫酸鈉含量為9～20%廢水進行蒸發結晶，則處理一噸水的平均蒸汽消耗為0t,電耗為10～15kWh。?

發明內容

本發明的目的在于，克服現有技術的不足，提供了一種白炭黑廢水處理工藝，不僅回收了化工產品元明粉，而且還實現了水資源的循環利用。?

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：?

?白炭黑生產廢水經過預處理，使處理后的廢水水質達到進入膜處理系統的水質要求，再通過膜過濾，在膜的一側將廢水中的硫酸鈉富集至含量≥10%，另一側出水達到回用水指標，返回生產系統回用。濃水經過冷凍結晶分離出芒硝和結晶母液進行分離得到芒硝，結晶母液返回膜濃縮系統，芒硝經過加熱脫水的得到含量≥98%元明粉外賣；或將硫酸鈉含量≥10%濃水直接利用蒸發器，蒸發結晶分離得到元明粉。通過較低的能耗實現水資源的循環利用和化工原料的回收。

白炭黑廢水經過中和調節pH、絮凝、沉降，上清液經過超濾達到膜系統進水水質，膜處理系統將廢水中硫酸鈉富集，濃水進入后續蒸發、結晶系統進行處理，低濃水進入反滲透系統得到含鹽量合格的脫鹽水，該水可直接用作系統回用水。廢水預處理系統是白炭黑廢水經過中和調節將pH值控制在6~8之間，再分別加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等絮凝劑進行絮凝沉降，沉降后的清夜經過超濾達到出水，膜系統進水水質。?

膜處理系統分別為納濾膜和反滲透膜系統相結合的處理工藝，通過納濾膜將白炭黑廢水中的硫酸鈉富集，納濾所產的低濃水進入反滲透系統，產出合格水質的脫鹽水進入系統回用。?

?濃水處理系統方案一：可以通過冷凍結晶、熱轉化離心分離、干燥、包裝等工藝得到無水硫酸鈉和可回用蒸發冷凝水。?該工藝通過較低的能耗實現水資源的循環利用和化工原料的回收。較低的能耗是指每處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15kWh；化工原料的回收是指元明粉的回收。方案二：可以通過蒸發、離心分離、干燥、包裝的得到成品無水硫酸鈉外賣，其中蒸發系統中的核心設備為MVC蒸發器，經過低能耗的蒸發得到元明粉，同時可回收蒸發出來的冷凝水。通過較低的能耗實現水資源的循環利用和化工原料的回收。較低的能耗是指每處理1噸把白炭黑廢水消耗電量約為10～15KWh，消耗蒸汽量可忽略不計；化工原料的回收是指元明粉的回收。?

?前述工藝中所述的合適的納濾膜和反滲透膜，主要選用耐高壓，抗可溶硅污染較強的納濾膜，反滲透膜，選用普通使用壽命較長的工業反滲透膜。MVC蒸發器材質需選用抗鹽腐蝕性較強的鈦材或SMO254不銹鋼。?

本發明的有益效果是：為了有效的脫除白炭黑廢水中硫酸鈉，本發明人提出納濾膜和反滲透膜相結合的工藝，先通過對白炭黑廢水中和調節PH、絮凝、沉降，上清液經過超濾達到膜系統進水水質，再將超濾后的廢水經過合適的納濾膜和合適的反滲透膜兩級膜過濾，實現廢水中硫酸鈉在濃水側進行富集同時，低濃水側產水電導率降到≤40μS/?cm達到回用的目的；膜系統產出濃水經過。?

合適的工藝高溫濃縮、結晶得到無水硫酸鈉，再經干燥得到含量≥98%的硫酸鈉產品。經過兩種工藝的配合使用，處理單噸廢水的能耗大大降低，整個處理系統水回收率≥92%；產品元明粉：硫酸鈉含量≥98%；方案一：每處理一噸水的平均蒸汽消耗為0.02～0.04t,電耗為10～15kWh；方案二：每處理1噸白炭黑廢水的能耗為電量消耗為10～15kWh，蒸汽消耗可忽略不計；每處理1噸白炭黑廢水元明粉回收量為：20～50kg；每處理1噸白炭黑廢水高品質水的回收量為：0.9噸。?

附圖說明